题目内容

某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”.如图,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,记录小车通过A、B时的速度大小.小车中可以放置砝码.

(1)实验主要步骤如下:
①测量小车和拉力传感器的总质量M′;把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路;
②将小车停在C点,释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车通过A、B时的速度.
③在小车中增加砝码,或
改变钩码数量
改变钩码数量
,重复②的操作.
(2)下表是他们测得的一组数据,其中M是M′与小车中砝码质量之和,|
v
2
2
-v12|是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量△E,F是拉力传感器受到的拉力,W是F在A、B间所做的功.表格中的△E3=
0.600
0.600
,W3=
0.610
0.610
.(结果保留三位有效数字)
次数 M/kg |
v
2
2
-v12|/(m/s)2
△E/J F/N W/J
1 0.500 0.760 0.190 0.400 0.200
2 0.500 1.65 0.413 0.840 0.420
3 0.500 2.40 △E3 1.220 W3
4 1.000 2.40 1.20 2.420 1.21
5 1.000 2.84 1.42 2.860 1.43
(3)根据表,我们在图中的方格纸上作出△E-W图线如图所示,它说明了
拉力(合力)所做的功近似等于物体动能的改变量
拉力(合力)所做的功近似等于物体动能的改变量
分析:小车在钩码的作用下拖动纸带在水平面上做加速运动,通过速度传感器可算出A B两点的速度大小,同时利用拉力传感器测量出拉小车的力,从而由AB长度可求出合力做的功与小车的动能变化关系.
解答:解:(1)③在小车中增加砝码,或改变小车质量重复实验,得出5-6组数据;
(2)由各组数据可见规律△E=
1
2
M(v22-v12
可得△E3=0.600 J观察F-W数据规律可得数值上W3=
F
2
=0.610 J
(3)在方格纸上作出△E-W图线如图所示
故答案为(1)改变钩码数量               
(2)0.600 0.610
(3)拉力(合力)所做的功近似等于物体动能的改变量
点评:值得注意的是:钩码的重力不等于细线的拉力,同时学会分析实验数据从而得出规律.
练习册系列答案
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某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”.如图所示,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.在水平面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,记录小车通过A、B时的速度大小;
可以通过在小车上放置砝码来改变小车的质量,通过加减钩码的数量来改变拉力的大小.

(1)实验主要步骤如下:
①测量小车和拉力传感器的总质量M1,把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连,正确地连接所需电路;
②将小车停在点C,由静止开始释放小车,小车在细线拉动下运动,记录
细线拉力(或力传感器的示数)
细线拉力(或力传感器的示数)
及小车通过A、B时的速度;
③改变小车的质量或改变所挂钩码的数量,重复②的操作.
(2)表格中是他们测得的一组数据,其中M是M1与小车中砝码质量之和,|v12-v22|是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量△E,F是拉力传感器受到的拉力,W是F在A、B间所做的功.表中的△E3=
0.600
0.600
J,W3=
0.610
0.610
 J(结果保留三位有效数字).
(3)根据表格中的数据,请在图2所示方格纸上作出△E-W图线.
实验数据记录表格.
次数 M/kg |v12-v22|/m2s-2 △E/J F/N W/J
1 0.500 0.760 0.190 0.400 0.200
2 0.500 1.65 0.413 0.840 0.420
3 0.500 2.40 △E3 1.220 W3
4 1.000 2.40 1.20 2.420 1.21
5 1.000 2.84 1.42 2.860 1.43
(2012?昌平区二模)(1)某实验小组利用拉力传感器和打点计时器探究“动能定理”,如图1示,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在小车的后面连接纸带,通过打点计时器记录小车的运动情况,小车中可以放置砝码.请把下面的实验步骤补充完整.
实验主要步骤如下:
①测量
小车
小车
、砝码和拉力传感器的总质量M,把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连,将纸带连接小车并通过打点计时器,正确连接所需电路.
②将小车停在C点,在释放小车
之前
之前
(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点,记录细线拉力.
③在小车中增加砝码,或减少砝码,重复②的操作.
④处理数据.
实验结果发现小车动能的增加量△Ek总是明显小于拉力F做的功W,你认为其主要原因应该是上述实验步骤中缺少的步骤是
平衡摩擦力
平衡摩擦力

(2)小明同学为测量某金属丝的电阻率,他截取了其中的一段,用米尺测出金属丝的长度L,用螺旋测微器测得其直径为D,用多用电表粗测其电阻约为R.
①该同学将米尺的0刻度线与金属丝的左端对齐,从图2甲)中读出金属丝的长度L=
190.0
190.0
mm.
②该同学用螺旋测微器测金属丝的直径,从图2乙)中读出金属丝的直径D=
0.680
0.680
mm.
③该同学选择多用电表“×10”档粗测金属丝的电阻,从图2丙)中读出金属丝的电阻R=
220
220
Ω.
④接着,该同学用伏安法尽可能精确地测出该金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率.实验室提供的器材有:
A.直流电源E(电动势4V,内阻不计)
B.电流表A1(量程0~3mA,内阻约50Ω)
C.电流表A2(量程0~15mA,内阻约30Ω)
D.电压表V1(量程0~3V,内阻10kΩ)
E.电压表V2(量程0~15V,内阻25kΩ)
F.滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
G.滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A)
H.待测电阻丝Rx,开关、导线若干
要求较准确地测出其阻值,电流表应选
C
C
,电压表应选
D
D
,滑动变阻器应选
F
F
.(用器材前的字母表示即可)
⑤用图3示的电路进行实验测得Rx,实验时,开关S2应向
1
1
闭合(选填“1”或“2”).
⑥请根据选定的电路图,在如图4示的实物上画出连线(部分线已画出).

⑦(多选)在下列测定金属丝的电阻率的几个步骤中,错误的是
AF
AF

A.先用米尺测出金属丝的长度,再将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直;
B.用螺旋测微器在不同位置测出金属丝的直径D各三次,求平均值
.
D

C.打开开关,将选好的实验器材按图3接成实验电路;
D.闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表和电压表有合适的示数,读出并记下这组数据;
E.改变滑动变阻器的滑键位置,重复进行实验,测出6组数据,并记录在表格中;
F.分别计算出电流平均值(
.
I
)和电压的平均值(
.
U
),再求出电阻的平均值
.
R
=
.
U
.
I

G.根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率.
⑧设金属丝的长度为L(m),直径的平均值为
.
D
(m),电阻的平均值为
.
R
(Ω),则该金属丝电阻率的表达式为ρ=
πD2R
4L
πD2R
4L

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